Сегодня начинает набирать обороты концепция "экономики вещей" (Economy of Things - EoT). Евангелисты данной конфессии концепции прогнозируют массовый переход подключенных устройств на этот способ взаимодействия и, соответственно, колоссальный рынок.
Давайте посмотрим, что нам готовит новый дивный мир как с точки зрения пользователя (способы использования), так и с точки зрения разработчика (технологический стек). Особое место в этой концепции могут занять Device Twins.
Собственно концепция
Идея в основе концепции столь же проста, сколь и смела: наделить вещи (устройства, объекты) свободой принятия решений для достижения экономической цели. Иными словами, дать вещи полномочия и средства и отправить действовать по своему усмотрению (с определенными ограничениями, конечно).
Такой подход является частным случаем многоагентных систем, теория которых разрабатывается с конца прошлого века. Сейчас настало время технологической готовности для реализации данной концепции на деле.
Агенты должны соответствовать критериям:
Автономность: агенты, хотя бы частично, независимы;
Ограниченность представления: ни у одного из агентов нет представления о всей системе, или система слишком сложна, чтобы знание о ней имело практическое применение для агента;
Децентрализация: нет агентов, управляющих всей системой.
Давайте посмотрим, как поменяется банальное включение света в подъезде с помощью дистанционного брелока. В традиционном "аналоговом" варианте Вы нажимаете кнопку на брелоке, он испускает радиопакет, который передает команду на реле лампы о включении.
Теперь как это будет происходить в концепции EoT. Предположим, в подъезде может быть более одной лампы на каждом месте. Каждая лампа представлена на облачной платформе (общей или разных) своим двойником (Device Twin - ниже подробнее). Аналогичный двойник есть и у брелока. При этом брелок заранее заключил контракты с лампочками. В момент нажатия на кнопку брелока он передает своему двойнику команду об освещении подъезда. Двойник проверяет условия по заключенным контрактам и выбирает наилучшие (критерии выбора могут быть самые разные). При этом брелок обладает свободой заключать и прерывать контракты с лампами.
Рынок
В феврале 2022 г. Vodafone объявил о запуске платформы Digital Asset Broker (DAB) в партнерстве с Mastercard и Energy Web, а в мае 2023 выпустил совместно с STL Partners’ отчет The Economy of Things: Unlocking the true value of IoT data.
В отчете содержится следующий прогноз рынка данной технологии с разбивкой по сценариям применения:
Прогноз дан в количестве устройств, а не в деньгах, однако годовой рост в 68% может очаровать множество энтузиастов.
В 2015 свое видение EoT представила IBM. О движении в этом направлении также заявляет Bosch. Очевидно стоит ожидать в ближайшее время ожидать новостей о создании альянсов по развитию и продвижению концепции EoT.
Сценарии использования
Shared economy
Все сценарии совместного пользования чем-либо, краткосрочной аренды полностью вписываются в парадигму EoT. Возьмем для примера случай каршеринга. Пользователю уже не будет важно, какому именно сервису принадлежит автомобиль - мобильное приложение будет связывать пользователя со своим двойником на платформе, а уж он сам найдет нужный автомобиль. Если сделать автомобили активными агентами на платформе, то они могут продвигать себя тем или иным образом: например, группа автомобилей, застоявшихся в удаленной локации, может совместно дать рекламу (таргетированную по локации) и повысить спрос. Одновременно автомобиль может продавать себя как рекламный носитель.
Управление электроэнергией
В настоящее время любая энергетическая система представляет собой сложный организм, так как содержит множество потребителей и производителей (включая микрогенерацию) электроэнергии, а также сети для ее передачи. Сейчас для балансировки сети применятся подход Smart grid, его реализация на принципах EoT добавляет гибкости и снимает барьеры для подключения новых участников.
Логистика
Перемещение грузов - тоже непростая задача на сегодняшний день. В концепции EoT единица груза, например, контейнер может выступить самостоятельным агентом в целью быть доставленным из точки А в Б с минимальными затратами и в ограниченный срок. В случае мультимодальной перевозки он заключает контракты со всеми участниками цепочки поставки и сам следит за соблюдением условий.
Умный дом
Умный дом может сам заключать и оплачивать контракты на коммунальные услуги, а также получать доход от микрогенерации электроэнергии и других возможностей, например, размещения рекламы или парковки.
Подключенный автомобиль
Как самостоятельный агент, он может заключать контракты на свое обслуживание, зарядку или заправку, сдавать себя в аренду. Это стало первым сценарием применения Vodafone DAB – оплата зарядки электромобиля без участия человека.
Приведенный перечень сценариев далеко неполный, но на его примере можно понять новые качества концепции EoT: устройства, основываясь на приоритетах и ограничениях, заданных владельцами, сами ищут достижения поставленной цели.
Технологии: что под капотом
Для функционирования EoT необходимы две среды: среда работы агентов и среда для их взаимодействия - заключения контрактов и пр.
Среда работы агентов
Агенты представляют собой программно-аппаратные или программные сущности, тесно связанные со своими устройствами. Если в случае автомобиля или умного дома все может быть довольно просто и сама вещь содержит в своем составе все необходимое (электроэнергия, вычислительная мощность, постоянная связь) для функционирования агента, то с устройствами LPWAN так не получится - устройства слабые, батарейка должна проработать 10 лет, а связь возможна сеансами или по событию. Тогда на помощь приходят Device Twins - цифровые двойники устройств. Таким образом, агенты исполняются или полностью на самом устройстве, или частью на устройстве, частью на платформе.
Очевидно, в таком решении крайне важна надежная аутентификация устройств и исполнение чувствительных операций, например, криптографических, в доверенной среде (Trusted Execution Environment – TEE). Как правило, для создания такой среды внутри устройства используют модуль безопасности (secure element). Для Vodafone DAB использует SIM-карту, программно дополнив ее новой функциональностью. Это является логичным продолжением стратегии GSMA IoT SAFE по использованию SIM-карт как модуля безопасности не только для регистрации в мобильной сети, а и для других задач.
Среда взаимодействия
Среда взаимодействия вещей – экономических агентов – позволяет агентам знать о существовании и потребностях друг друга, а также заключать контракты (некий маркетплейс). При этом агенты могут не доверять друг другу, но они должны доверять среде (как два человека при заключении сделки у нотариуса). Источник этого доверия может быть либо владелец среды, либо некоторые ее свойства.
Из известных технологий наиболее подходит блокчейн (в совокупности с технологиями распределённого реестра – DLT). В таких средах источник доверия зависит от типа блокчейна – приватный (доверие исходит от владельца) или публичный (доверие – от алгоритма).
Известно, что определенные виды блокчейна позволяют запускать внутри своей среды специфические приложения – смарт-контракты, с момента исполнения которых на них ничто не может повлиять, пока контракт не будет исполнен или среда не прекратит существовать. Впервые смарт-контракты появились в блокчейне Ethereum.
В Vodafone DAB пошли тем же путем, разработав свой блокчейн, который гордо называют «the blockchain of blockchains». До раскрытия деталей технологии можно только догадываться, о чем идет речь. Возможно, о некоторой платформе, которая позволяет не только реализовать смарт-контракты, описанные выше, но и обеспечить связь между смарт-контрактами разных блокчейнов (как это сделано в Hyperledger Fabric). Например, автомобиль заключил контракты с сервис-центром на обслуживание и ремонт и со страховой компанией на КАСКО. В случае ДТП эти контракты должны провзаимодействовать.
Роль Device Twins
Из необходимых технологий видно, что сделать агент сверхлегким не удастся: применение блокчейна, необходимость принятия решений, а в перспективе – добавление ИИ требуют ресурсов. Как упоминалось выше, в сценарии слабых устройств LPWAN (именно они составляют самый массовый сегмент) такой агент не может работать полностью на устройстве – он будет распределен между устройством и платформой (средой исполнения), что приводит нас к Device Twins.
Для работы Device Twins необходимо создать среду, отвечающую требованиям:
Безопасность: Device Twins должны быть надежно изолированы друг от друга и от вмешательства других компонентов системы. Здесь может помочь шифрование контейнеров;
Подвижность: Device Twins должны следовать за своими устройствами по распределенной инфраструктуре, включая граничные вычисления (Edge computing);
Доступность: Device Twins должны быть всегда доступны со стороны платформы и со стороны устройств.
Видно, что эти требования полностью соответствуют подходу Cloud Native, по которому построены все современные облачные платформы IoT, включая платформы операторов связи. Поэтому наиболее подходящим местом для реализации такой среды выступают операторы IoT 5G. Для этого даже не придется менять стандартную архитектуру (подробнее).
Заключение
На Economy of Things возлагаются огромные рыночные надежды, учитывая проработанность концепции многоагентных систем и полную технологическую готовность для ее реализации. Это может привести к совершенно новым экономическим формам и вывести оптимизацию процессов на новый уровень.
Вопросы безопасности крайне чувствительны в таких решениях, поэтому все важные транзакции должны быть надежно (=криптографически) подтверждены, для чего применяется блокчейн и распределенные реестры (DLT), а секреты хранятся в модуле безопасности.
Слабые устройства LPWAN уже сейчас составляют самый массовый сегмент IoT, и эта тенденция будет усиливаться. Такие устройства не способны самостоятельно нести всю нагрузку, существенную ее часть в виде Device Twins необходимо делегировать в облако. Оптимальным местом размещения среды для их исполнения служит инфраструктура оператора связи LPWAN, в частности 5G.
